§ 17. Електричний опір

Ми вже зауважували, що дії електричного струму на різних ділянках кола виявляються по-різному і характеризуються одночасно силою струму і напругою. У спіралі лампочки теплова дія струму виявляється значно більше, ніж у підвідних дротах, які з’єднують її з джерелом. Вимірявши напругу на лампочці, одержимо, що вона дорівнює 3 В. Якщо вимірювати напруги на кожному із з’єднувальних провідників, то стрілка вольтметра залишається на позначці 0 (мал. 2.58). Отже, щоб перемістити заряд 1 Кл по спіралі лампочки, електричне поле має виконати роботу 3 Дж.

Переміщуючи 1 Кл електрики по дротині, яка з’єднує лампочку з джерелом струму, електричне поле роботи не виконує. Точніше, в з’єднувальних провідниках вона така маленька, що вольтметр не може її виявити. Це означає, що різні провідники мають різні провідні властивості й по-різному впливають на струм у них.

Візьмемо три різні за розмірами дротини, закріплені на ізолювальних панелях, які виготовлені зі спеціального сплаву і скручені у вигляді спіралей. Кінці спіралей закріплено на затискачах, щоб їх можна було легко увімкнути в коло.

Скористаємось джерелом струму, яке дає змогу одержувати різні постійні напруги на його затискачах (клемах). Таким джерелом є, наприклад, прилад, що перетворює змінну¹⁴ напругу мережі 220 В у постійну напругу до 24 В. Приєднаємо до джерела струму за допомогою з’єднувальних провідників вимикач, спіраль з позначкою 1Ω та амперметр. До кінців спіралі (паралельно) приєднаємо вольтметр, який показуватиме напругу на спіралі, коли в ній є струм (мал. 2.59).

Увімкнемо вимикач і встановимо напругу на спіралі 1 В. Виявиться, що сила струму в колі 1 А. За напруги 1,5 В сила струму в колі і спіралі зростає до 1,5 А. Збільшимо напругу до

2    В. Сила струму в колі теж збільшиться до 2 А. За напруги

3    В сила струму в ній становить 3 А. Отже, для такого провідника відношення напруги до сили струму не змінюється і чисельно дорівнює

Замінимо спіраль на іншу, з позначкою 2Ω . Встановлюватимемо за допомогою регулятора джерела на цій спіралі напруги 1, 2, 3, 4 В. Показання амперметра — відповідно 0,5, 1, 1,5, 2 А. Для другого провідника відношення напруги до сили струму становить

Провівши експеримент із третьою спіраллю ( 3Ω), одержимо такі результати:

Результати проведених досліджень свідчать, що відношення напруги до сили струму для одного й того самого провідника не залежить від напруги і є сталим. Водночас для різних провідників це відношення різне.

Зверніть увагу!

За однакової напруги в різних провідниках сила струму різна. Це означає, що різна кількість електронів проходить через переріз провідника за одининю часу.

Властивість провідників впливати на силу струму в електричному колі характеризують фізичною величиною, яку називають опором.

Фізичну величину, яка чисельно характеризує властивість провідника впливати на силу струму в електричному колі і дорівнює відношенню напруги на провіднику до сили струму в ньому, називають опором провідника.

Опір провідника позначають літерою R.

Щоб визначити опір провідника, потрібно напругу на його кінцях поділити на силу струму в ньому:

З двох провідників опір буде більший у того провідника, в якому за однакової напруги на їхніх кінцях сила струму буде меншою.

Одиницею опору в CI є Ом (1 Ом).

1 Ом — це опір такого провідника, в якому за напруги 1 В на його кінцях сила струму дорівнює 1 А:

На практиці використовують й інші одиниці опору — мілі-ом (1 мОм), кілоом (1 кОм), мегом (1 МОм):

1 мОм = 0,001 Ом, 1 кОм = 1000 Ом,

1МОм = 1 000 000 Ом.

Ви вже здогадалися, що використані нами провідники у вигляді спіралей мають опори 1, 2 і 3 Ом. Для зазначення опору спеціально виготовлених провідників певного опору (їх називають резисторами) використовують міжнародне позначення — літеру грецького алфавіту Ω (омега).

Для вимірювання опору можуть застосовуватися прилади, які називаються омметрами. ¹⁵

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ ¹⁶

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко